وقتی صحبت از چاپ سه بعدی در هوافضا می شود، فلزات اغلب مواد معمولی هستند. با این حال، سرامیک های پرینت سه بعدی با کارایی بالا دارای تعدادی خواص عالی هستند که آنها را بسیار کارآمد می کند و به ویژه برای استفاده در محیط های شدید مناسب است. این امر سرامیک را برای قطعات پرینت سه بعدی برای کاربردهای هوافضا ایده آل می کند.
در این مقاله، پتانسیل قابل توجهی را که توسط سرامیک‌ها ارائه می‌شود و اینکه چگونه فناوری LCM Lithoz بازی را برای چاپ سه بعدی و هوافضا تغییر می‌دهد را بررسی می‌کنیم.
خواص چشمگیر سرامیک
در حال حاضر، استفاده گسترده از فلزات به این معنی است که سرامیک به ندرت در صدر لیست خرید مهندس قرار می گیرد. با این حال، این واقعیت که فلزات در شرایط سخت به سرعت به حد طبیعی خود می رسند به این معنی است که سرامیک ها روز به روز برجستگی بیشتری پیدا می کنند.
اما چه چیزی باعث می‌شود که سرامیک‌ها برای محیط‌های سخت و بسیار سخت مناسب باشند؟
سرامیک های با کارایی بالا دارای سختی، سایش و حرارت فوق العاده بالایی هستند و در برابر خوردگی گرم و اکسیداسیون مقاوم هستند. علاوه بر این، قطعات پرینت سه بعدی با سرامیک، پایداری مکانیکی و ابعادی را ارائه می دهند، در حالی که استحکام مکانیکی را در دماهای فوق العاده بالا حفظ می کنند. سرامیک ها همچنین دارای اثر عایق الکتریکی و حرارتی هستند و به کاربرد آنها برای اجزای مکانیکی داخلی می افزایند.
این ویژگی‌های عالی را با انعطاف‌پذیری طراحی چاپ سه بعدی ترکیب کنید و بعد کاملاً جدیدی از کاربردهای هوافضا را کشف خواهید کرد.
سرامیک پرینت سه بعدی برای کاربردهای هوافضا
به طور گسترده ای شناخته شده است که تولید افزودنی می تواند قطعاتی را تولید کند که با دوام تر و پیچیده تر از هر چیزی که در حال حاضر از طریق روش های ساخت مرسوم امکان پذیر است. علاوه بر این، هنگام ساخت قطعات برای کاربردهای فضایی و هوانوردی، بسیار مهم است که ماده انتخابی حتی در شدیدترین شرایط حرارتی مقاومت کند. بنابراین، پرینت سه بعدی با سرامیک ترکیبی عالی برای تولید قطعاتی است که هم بسیار پیچیده و در نتیجه کارآمدتر هستند و هم می توانند در محیط های سخت و سخت کار کنند.
در واقع، مهندسان همیشه به دنبال راه‌هایی برای افزایش راندمان، کاهش مصرف، محدود کردن ضایعات، بهبود سرمایش و دستیابی به زمان طولانی‌تر هستند. ترکیب آزادی طراحی چاپ سه بعدی با دوام سرامیک ها راه حل ایده آلی را برای این امر ارائه می دهد.
یکی از مزایای کلیدی ارائه شده توسط این ترکیب این است کاهش زباله های فضایی. به لطف دوام، قطعات سرامیکی را می توان در جاهایی استفاده کرد که حتی سخت ترین فلزات از کار بیفتند. در زمینه هوافضا، فلزات نسبت به سرامیک‌ها عمر کوتاه‌تری دارند و زمانی که در معرض شرایط حرارتی شدید قرار بگیرند، سریع‌تر از بین می‌روند. این قطعات شکست خورده تبدیل به زباله های فضایی می شوند. استفاده از سرامیک زباله های فضایی را کاهش می دهد زیرا قطعات تحت فشار در این شرایط شدید سایش کمتری نشان می دهند.
علاوه بر این، پرینت سه بعدی با سرامیک امکان تولید قطعات بسیار دقیق و پیچیده را فراهم می کند. در فضاپیما، قطعاتی از رانشگرها و حسگرها گرفته تا هسته‌های پیچیده ریخته‌گری هوانوردی با کانال‌های پیچیده، به دقت و دقت فوق‌العاده بالایی نیاز دارند.
در هوانوردی، مقررات سخت‌گیرانه‌تر انتشار نیازمند کانال‌های خنک‌کننده پیچیده‌تر در پره‌های توربین است تا با خنک‌سازی تصفیه‌شده‌تر، کارایی بهتری حاصل شود. روش ریخته گری سرمایه گذاری سنتی قادر به تولید چنین ساختارهای ظریفی نیست. هسته های ریخته گری سرامیکی پرینت شده سه بعدی آزادی طراحی بسیار بهتر، پیچیدگی قطعات بیشتر و در نهایت اثر خنک کنندگی مطلوب را فراهم می کنند.
چاپ سه بعدی لیتوز و سرامیک
Lithoz، توسعه دهنده پیشرو چاپگرهای سه بعدی سرامیکی صنعتی، قبلاً با موفقیت به پتانسیل ارائه شده توسط پرینت سه بعدی سرامیکی برای کاربردهای هوافضا دسترسی پیدا کرده است. چاپگر صنعتی CeraFab S65 لیتوز با فناوری ساخت سرامیک مبتنی بر لیتوگرافی (LCM) پرینت سه بعدی فوق العاده دقیق با قابلیت تکرار دقیق در تولید سریال را ارائه می دهد.
یکی از کیفیت های بسیار مورد تقاضا در فناوری LCM لیتوز، توانایی چاپ سه بعدی هسته های ریخته گری سرامیکی برای پره های توربین هواپیما است. همانطور که قبلا ذکر شد، هسته های ریخته گری سرامیکی چاپ شده سه بعدی برای تولید کانال های خنک کننده پره های توربین پیچیده بسیار مهم هستند. سرعت و حجمی که پرینترهای سه بعدی لیتوز می توانند این قطعات را تولید کنند، زمان توسعه را به شدت کاهش می دهد و سرعت عرضه به بازار را افزایش می دهد.
ایده آل برای ساخت قطعات سرامیکی پیچیده و دقیق، چاپگر سه بعدی CeraFab Multi 2M30 LCM لیتوز قابلیت های چند ماده ای را نیز ارائه می دهد. این چاپگر سه بعدی می‌تواند سرامیک‌های مختلف را با فلزات یا پلیمرها ترکیب کند و به قطعات چند منظوره پیشگامانه با ترکیبی از بسیاری از خواص مواد مطلوب در یک قسمت اجازه دهد. سیستم جدید لیتوز به این مواد مختلف اجازه می دهد تا لایه به لایه مخلوط شوند یا حتی در یک لایه در طول کار چاپ یکسان به صورت انعطاف پذیر درجه بندی شوند.
به عنوان مثال، این سیستم دوتایی امکان دستیابی به تخلخل مناسب را فراهم می کند. چاپگرهای سه بعدی LCM چند ماده ای لیتوز می توانند بر مشکلات اصلی تکنیک های تولید مرسوم برای ساخت آلومینا درجه بندی شده با تخلخل، با ریزساختار و معماری گرادیان مطلوب غلبه کنند. این برای برنامه های تحقیق و توسعه برای رانشگرهای یونی ایده آل است.
فرآیند LCM لیتوز ویژگی های هوافضای مورد نظر را با انعطاف پذیری غیرقابل دستیابی طرح های چاپ سه بعدی ترکیب می کند. این امر منجر به تولید قطعات کاملاً متراکم با جزئیات و دقت بی نظیر می شود.
در نتیجه، می‌توان قطعاتی را به‌صورت سه بعدی پرینت کرد که از فلز قوی‌تر و طول عمر بیشتری دارند و در نتیجه زباله‌های فضایی کمتر و زمان خرابی کمتری ایجاد می‌شود. علاوه بر این، این اجزای سرامیکی همچنین می‌توانند طرح‌های پیچیده‌ای را در خود جای دهند که پیش از این در استفاده از روش‌های تولید متعارف غیرقابل تصور بود.
Lithoz همچنین فناوری خود را به سطح تولید سریال صنعتی ارتقا داده است. بنابراین، علاوه بر مزایای فنی و مادی ارائه شده توسط LCM، تولید را می توان تا سطح سریال برای پرینت سه بعدی قطعات با کیفیت بالا در حجم افزایش داد.
یک مثال کامل از اینکه چگونه پرینت سه بعدی سرامیکی LCM باعث تغییر سطح کارایی در کاربردهای هوافضا می شود، فیلترهای RF سرامیکی هستند. چنین فیلترهایی مدارهای الکترونیکی هستند که نقش مهمی در افزایش کیفیت سیگنال و به حداقل رساندن تداخل در سیستم های ارتباطی دارند. پرینت سه بعدی سرامیکی با فناوری LCM اجازه می دهد تا اشکال پیچیده و دقیق لازم این فیلترها به صورت سیستماتیک در قالب مینیاتوری تولید شود. این انقباض در کل برنامه باعث کاهش قابل توجه وزن می شود که هدف شماره یک مهندسان هوافضا است.
یکی از مزایای کلیدی استفاده از سرامیک هایی با ثابت دی الکتریک بالا و ضریب تلفات کم این واقعیت است که هر چه ثابت دی الکتریک (در ضریب تلفات پایدار) بیشتر باشد، فیلتر کوچکتر می تواند طراحی شود. بنابراین، این سرامیک ها برای فناوری LCM که دقت بی نظیری را ارائه می دهد و برای پرینت سه بعدی قطعات مینیاتوری بهینه شده است، ایده آل هستند.
نازل‌های هواپایه نیترید سیلیکون را می‌توان با فناوری Lithoz LCM به‌صورت سه‌بعدی پرینت کرد و مواد LithaNit لیتوز برای چنین کاربردهایی ایده‌آل است. این سرامیک های تیره به دلیل استحکام بالا، مقاومت قلیایی و اسیدی و به ویژه مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی، برای اجزای هوافضا مناسب هستند. نیترید سیلیکون برای عایق های چاپ سه بعدی، فنرها و چرخ های توربین ایده آل است.
مشترک شدن در خبرنامه صنعت چاپ سه بعدی برای اطمینان از اینکه از آخرین اخبار چاپ سه بعدی مطلع هستید. شما همچنین می توانید ما را دنبال کنید توییتر، مانند ما فیس بوک صفحه و مشترک شوید صنعت چاپ سه بعدی یوتیوب کانال برای دسترسی به محتوای اختصاصی تر
آیا علاقه مند به کار در صنعت تولید مواد افزودنی هستید؟ بازدید کنید مشاغل پرینت سه بعدی برای مشاهده گزیده ای از نقش های موجود و شروع کار خود.
تصویر ویژه یک نازل نیترید سیلیکونی را نشان می دهد. عکس از طریق لیتوز.
منبع: https://3dprintingindustry.com/news/lithoz-ceramic-3d-printing-technology-a-game-changer-for-aerospace-applications-222610/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=lithoz-ceramic-3d-printing-technology-a-game-changer-for-aerospace-applications
